우주가 팽창한다는 게 무슨 의미인가요?

Question

빅뱅으로 우주가 탄생한 이후로 지금까지 계속 우주가 팽창하고 있다는데, 이게 잘 이해가 되지 않습니다.

우주가 팽창한다면 공간이 새로 생기는 건가요? "팽창"이라고 하니까 공간이 새로 생긴다기보다는 원래 있던 공간이 커지는 뉘앙스인데... 그러면 왜 제가 둔 물건들 사이의 거리가 멀어지지 않는 건가요? 우주가 팽창하고 공간이 넓어지고 있다면 이에 비례해 모든 물질들 간의 거리가 벌어질 것 같은데 말이죠.

이에 대해 답변해 주시면 감사하겠습니다!

Answer 1

안녕하세요. 이성현 과학전문가입니다.

현재 우주의 크기는 950억 광년

우리가 우주라 할 때, 그 우주에는 공간뿐 아니라 시간까지 포함되어 있다. 즉, 우주는 아인슈타인이 특수 상대성 이론에서 밝혔듯이 4차원의 시공간인 것이다.

우주라는 말 자체도 그렇다. 중국 고전 ‘회남자’(淮南子)에는 ‘예부터 오늘에 이르는 것을 주(宙)라 하고, 사방과 위아래를 우(宇)라 한다’는 말이 있다. 말하자면 이 우주는 시공간이 같이 어우러져 있다는 뜻이다. 영어의 코스모스(cosmos)나 유니버스(universe)에는 시간 개념이 들어 있지 않지만, 동양의 현자들은 이처럼 명철했던 것이다.

이 우주라는 시공간이 시작된 것이 약 138억 년 전이라는 계산서는 이미 나와 있다. 얼마 전까지만 해도 137억 년이라 했지만, 유럽우주국(ESA)이 우주 탄생의 기원을 찾기 위해 미국항공우주국(NASA) 등과 협력해 2009년에 발사한 초정밀 플랑크 우주망원경의 관측 자료를 토대로 계산한 결과, 우주의 나이가 지금까지 알려진 것보다 약 8000만 년 더 오래된 것으로 분석되어 138억 년으로 상향 조정된 것이다.

이 우주의 나이에 딴죽을 거는 과학자들은 거의 없다. 138억 년 전 ‘원시의 알’이 대폭발을 일으켰고, 그것이 팽창을 거듭하여 오늘에 이르고 있다는 이른바 빅뱅 우주론은 이제 대세이자 상식이 되었다.

그런데 문제는 이 우주가 지금도 쉼 없이 팽창을 계속하고 있다는 것이다. 허블의 법칙에 따르면 천체의 후퇴 속도는 거리에 비례하여 빨라진다. 멀리 떨어진 천체일수록 더 빨리 멀어져간다.

Answer 2

안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.

먼저 우주가 팽창한다는건 쉽게 말해 공간이 팽창하고 있다고 생각하시면 됩니다. 그리고 우리 물건 같은 경우는... 좀 어려우실 수 있으시지만, 우리는 지금 지구라는 중력장, 즉 지구만의 중력 공간에 들어있기 때문이라고 생각하시면 좀 편할겁니다. 우주가 팽창하고 있지만 그 영향보다는 지구가 우리나 물건에 미치는 영향이 더 커서? 라고 생각하시면 될꺼같습니다.

Answer 3

우주의 팽창은 우주 공간이 점점 더 커지는 현상을 의미합니다. 이는 빅뱅 이후에 우주가 계속해서 팽창해 오면서 발생한 것입니다. 이러한 팽창은 우주의 크기 자체가 더 커지는 것이며, 따라서 우주의 크기와 물체 사이의 거리가 멀어질 수 있습니다. 그러나 지구나 태양과 같은 작은 천체들은 서로 중력에 의해 서로 붙어있게 되며, 이로 인해 팽창 속도보다 서로 간의 거리가 벌어지는 속도가 느려지기 때문에 제자리에 머무르게 됩니다. 따라서 일상적인 체감에서는 물체 사이의 거리가 멀어지는 것을 느끼지 못하지만, 우주의 전체적인 크기는 계속해서 커지고 있습니다.